計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

郭愛(ài)蓮

（太原理工大學(xué) 電氣與動(dòng)力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

郭愛(ài)蓮

（太原理工大學(xué) 電氣與動(dòng)力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

本文以煤礦安全生產(chǎn)中的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、綜合調(diào)度信息系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，探討了計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。

煤礦安全生產(chǎn)；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)；綜合調(diào)度信息系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

安全問(wèn)題一直困擾著我國(guó)煤礦企業(yè)的健康發(fā)展，頻發(fā)的重特大事故、居高不下的百萬(wàn)噸死亡率已經(jīng)成為影響我國(guó)煤炭企業(yè)形象的罪魁禍?zhǔn)?。安全生產(chǎn)問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的傳導(dǎo)與放大對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中可以在技術(shù)層面上保證煤炭生產(chǎn)的安全性。

1 煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要有以下幾部分構(gòu)成：中心站點(diǎn)、井下分站、傳感器群、通信接口、終端設(shè)備。具體而言，第一，中心站點(diǎn)主要發(fā)揮著控制中心的作用，首先實(shí)時(shí)監(jiān)控煤礦的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過(guò)程、運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)人員等，其次要根據(jù)各種指令的實(shí)時(shí)響應(yīng)進(jìn)行及時(shí)操控。第二，井下分站是中心站的分支系統(tǒng)，它遍布于煤礦的各個(gè)分區(qū)，將分區(qū)收集到的情況及時(shí)有效地反饋到中心站，而且井下分站均為智能化操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人化值班。除此之外，井下分站設(shè)備具有易查易修的優(yōu)勢(shì)，在出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整和修理。第三，傳感器群是煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的“感覺(jué)神經(jīng)”，發(fā)揮著有效傳遞各種安全參數(shù)的重要作用，在系統(tǒng)中的作用非常重要。傳感器群必須質(zhì)量可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。目前主要的傳感器類型有模擬量傳感器和光纖傳感器，其中后者具有較低的能量損失率和較好的抗干擾能力，但是造價(jià)較高。

2 煤礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)

安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)在煤炭企業(yè)整體信息化體系中起著中間層的作用——在長(zhǎng)期計(jì)劃的指導(dǎo)下，根據(jù)底層控制系統(tǒng)（DCS）采集的與生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)短期生產(chǎn)作業(yè)的計(jì)劃調(diào)度、監(jiān)控，對(duì)資源配置和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)企業(yè)管理層的訂單完成狀態(tài)、煤炭運(yùn)銷狀態(tài)、煤質(zhì)情況進(jìn)行反饋，形成與企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)應(yīng)的績(jī)效匯報(bào)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中使用設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行反饋，優(yōu)化配置。這樣安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了與經(jīng)營(yíng)管理、控制系統(tǒng)的協(xié)作。

煤礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)主要具有以下功能：第一，相關(guān)規(guī)章執(zhí)行情況的有效管理。對(duì)生產(chǎn)單位實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的基本信息管理與安全生產(chǎn)信息管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全生產(chǎn)事故隱患的排查、報(bào)警和調(diào)度，公布執(zhí)法信息，查看和預(yù)覽詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各部門之間的數(shù)據(jù)共享。第二，工作調(diào)度的有效管理。管理內(nèi)容主要包括煤礦生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)狀況管理、安全生產(chǎn)管理、生產(chǎn)隱患的及時(shí)排查、應(yīng)急指揮預(yù)案的制定、圖表臺(tái)賬等，能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)單位的生產(chǎn)狀態(tài)和產(chǎn)能情況進(jìn)行實(shí)時(shí)地掌握和動(dòng)態(tài)更新，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)督，同時(shí)利用現(xiàn)有信息對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)度與綜合管理。第三，煤礦設(shè)備的有效管理。能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備租賃、設(shè)備采購(gòu)、設(shè)備點(diǎn)檢的相關(guān)管理；并構(gòu)建設(shè)備信息的電子檔案，詳細(xì)記錄煤礦各種設(shè)備的狀態(tài)信息，例如我們通過(guò)該電子檔案可以詳細(xì)了解設(shè)備的轉(zhuǎn)移、變動(dòng)、調(diào)撥、報(bào)廢、檢驗(yàn)、修理、技術(shù)參數(shù)、健康狀態(tài)、運(yùn)行位置、運(yùn)行狀況等各項(xiàng)信息，同時(shí)能夠在線對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和管理。第四，生產(chǎn)計(jì)劃的有效管理。主要對(duì)煤礦的生產(chǎn)接續(xù)計(jì)劃以及生產(chǎn)設(shè)備的配套計(jì)劃實(shí)施科學(xué)有效管理。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是全流程、全環(huán)節(jié)的接續(xù)計(jì)劃管理，并實(shí)現(xiàn)與大項(xiàng)目的修理計(jì)劃、購(gòu)置計(jì)劃、設(shè)備配套計(jì)劃進(jìn)行聯(lián)動(dòng)編制，利用設(shè)備配套知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)綜、連采設(shè)備配套計(jì)劃的快速、自動(dòng)完成。第五，企業(yè)級(jí)的綜合調(diào)度管理。為企業(yè)的不同用戶提供協(xié)同辦公的平臺(tái)支持，允許用戶單點(diǎn)登錄、跨數(shù)據(jù)搜索等，為煤礦的安全管理提供便捷的信息服務(wù)。

3 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 瓦斯氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)

瓦斯氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（主要包括傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)等）。瓦斯氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象（瓦斯）的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，并利用遠(yuǎn)程服務(wù)器的高性能處理器對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將處理結(jié)果（瓦斯?jié)舛仁欠癯蕖⒐ぷ鳝h(huán)境是否安全、作業(yè)建議等）通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)發(fā)送到終端用戶，為一線員工提高有益的參考，最終實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。該技術(shù)使用的多功能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)技術(shù)具有高性能、高可靠性、低功耗以及長(zhǎng)傳輸距離的特點(diǎn)，并且充分滿足井下作業(yè)特殊功能需求、完美支持多通路傳感器的系統(tǒng)集成。需要注意的是，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)方面，其系統(tǒng)架構(gòu)、每單元部分功能、節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有低功耗、可重構(gòu)和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)；依照節(jié)點(diǎn)的

特性對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行裁減優(yōu)化，利用最小

CPU占用率對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全面控制。

3.2 井下人員定位技術(shù)

井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、人員流動(dòng)性大，如果發(fā)生事故且井下人員不能迅速升井自救的話，及時(shí)確定井下人員數(shù)量及其具體位置則成為有效開(kāi)展?fàn)I救計(jì)劃的重要參考依據(jù)。井下人員定位技術(shù)可以有效提供人員數(shù)量及其具體位置方面的數(shù)據(jù)支持，該技術(shù)利用集中定位方式，由管理中心進(jìn)行定位。井下人員定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位的流程如下：布設(shè)網(wǎng)關(guān)和參考節(jié)點(diǎn)，保持網(wǎng)關(guān)之間的距離，再布設(shè)一些位置已知的參考節(jié)點(diǎn)保證每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)至少要處于多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的射頻信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)。首先進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)定位來(lái)確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于參考節(jié)點(diǎn)的位置；而后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)把得到的相對(duì)于參考節(jié)點(diǎn)的位置值傳送到網(wǎng)關(guān)，加上自己的位置信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)管理中心，管理中心的計(jì)算機(jī)根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置和網(wǎng)關(guān)的位置就可以確定該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在井下的絕對(duì)位置，便于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的精確定位。

4 結(jié)束語(yǔ)

在信息化時(shí)代，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于煤礦的安全生產(chǎn)過(guò)程中，不僅是積極落實(shí)“科技興礦”戰(zhàn)略的要求，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的客觀需求。本文以煤礦安全生產(chǎn)中的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、綜合調(diào)度信息系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，比較詳細(xì)地探討了計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)的具體應(yīng)用?？傮w看來(lái)，計(jì)算機(jī)在保證煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮著非常重大的作用。

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App lication of Com puter Technology in W ork Safety in M ines

GUO Ai-lian

(College of Electrical and Power Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024)

The paper takes the automatic testing system,comprehensive dispatch information system and monitoring system in mines as example to discuss the application of computer technology in work safety.

work safety in mines;automatic testing system;comprehensive dispatch information system;monitoring system

TD67

A

1672-5050（2011）09-0070-03

2011-04-30

郭愛(ài)蓮（1965—），女，山西交城人，本科，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事電工新技術(shù)研究工作。

徐樹(shù)文